(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節の第１の部材に取り付けられるように構成される第１の取り付け構造と、
前記関節の第２の部材に取り付けられるように構成される第２の取り付け構造と、
前記第１の取り付け構造および前記第２の取り付け構造に取り付けられる調整可能なエネルギー吸収装置と、
を備え、
前記エネルギー吸収装置を調整すると、前記エネルギー吸収装置が対処できる負荷の量が変更され、
前記関節を画定する部材が伸長位置から動く際の屈曲度がより大きくなると、負荷吸収の量がより少なくなり、
患者の皮下であって関節包の外に埋め込まれるように構成されている、
前記関節を画定する部材に伝達されるエネルギーを操作するための埋め込み型システム。
【請求項２】
前記関節が変形性関節症に侵された膝関節であり、前記膝関節の骨がその運動の経路をたどる間に可変量のエネルギーの吸収が発生する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記調整可能なエネルギー吸収装置が二重バネ装置である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記調整可能なエネルギー吸収装置が単一バネ装置である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記調整可能なエネルギー吸収装置が、アーバーシャフト、および前記アーバーシャフトに摺動自在に取り付けられるカラーを含み、前記カラーが、前記アーバーシャフト上の位置に固定するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記調整可能なエネルギー吸収装置が、前記アーバーシャフトの管腔の中で摺動するピストンシャフトを含む、
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
関節の第１の骨に取り付けられるように構成される第１の取り付け構造と、
前記関節の第２の骨に取り付けられるように構成される第２の取り付け構造と、
前記第１の取り付け構造および前記第２の取り付け構造に取り付けられる調整可能なエネルギー吸収装置と、を備え、
前記エネルギー吸収装置を調整すると、移動中に前記関節が経験する負荷を、エネルギー吸収装置が吸収する屈曲角度の範囲が変更し、
患者の皮下であって関節包の外に埋め込まれるように構成されている、
ことを特徴とする前記関節を画定する骨によって伝達されるエネルギーを操作するための埋め込み型システム。
【請求項８】
関節の第１の部材に取り付けられるように構成される第１の取り付け構造と、
前記関節の第２の部材に取り付けられるように構成される第２の取り付け構造と、
前記第１の取り付け構造および前記第２の取り付け構造に取り付けられる調整可能なエネルギー吸収装置であって、機械加工されたバネを含む調整可能なエネルギー吸収装置と、を備えており、
前記関節を画定する部材が伸長位置から動く際の屈曲度がより大きくなると、負荷吸収の量がより少なくなり、
患者の皮下であって関節包の外に埋め込まれるように構成されている、
ことを特徴とする前記関節を画定する部材によって伝達されるエネルギーを操作するための埋め込み型システム。
【請求項９】
前記機械加工されたバネが、その圧縮の関数として様々な程度の力を受ける、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記機械加工されたバネが、前記関節の前記第１のおよび前記第２の部材の移動の関数として可変力を受ける、
請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００７年５月１日に出願された米国特許出願第１１／７４３，０９７号の一部継続出願、２００７年５月２日に出願された米国特許出願第１１／７４３，６０５号の一部継続出願、２００７年７月９日に出願された米国特許出願第１１／７７５，１３９号の一部継続出願、２００７年７月９日に出願された米国特許出願第１１／７７５，１４９号の一部継続出願、および２００７年７月９日に出願された米国特許出願第１１／７７５，１４５号の一部継続出願であり、その開示の全体は参照することにより明示的に本明細書に組み込まれる。
【０００２】
関節置換術は、現代の整形外科手術において最も一般的かつ成功している手術の１つである。関節置換術は、痛みを伴う、関節炎を罹患した、磨耗した、または病気の関節部分を、関節運動を可能にするように形作られた人工表面で置換することからなる。変形性関節症は、関節置換術につながるよく見られる診断である。このような治療は侵襲性が高く、相当の回復期間を要するために最後の手段となる処置である。関節全置換術としても知られている完全関節置換術は、関節にあるすべての関節面が置換される処置である。これは、関節にある１本の骨の関節面だけが置換される半関節形成術（半分の関節置換術）および関節にある複数の区画のうちの１つだけの関節面（大腿部、および脛骨の膝の内側だけまたは外側だけの表面等）が置換される単一区画関節形成術とは対照的である。一般用語としての関節形成術は、自然のままの関節をなんらかの方法で外科的に改変する整形外科手術である。これは、関節炎に罹患した、または機能不全の関節表面を何か他のもので置換する処置、骨切り術によって関節の形を整えるまたは再編成するために取られる処置、または他の何らかの処置を含む。関節置換術と同様に、これらの他の関節形成処置も、相対的に長い回復時間およびその侵襲性の高い処置を特徴とする。過去に人気があった形式の関節形成術は、炎症を起こす表面を離しておくために、皮膚、筋肉または腱のような何らかの他の組織を関節空間内に挿入することにより関節を外科的に改変する間置関節形成術であった。過去に行われていた別の関節形成術は、関節面を取り除いて間隙を埋めるように瘢痕組織を残す切除関節形成術であった。他の種類の関節形成術の中には、切除関節形成術、表面置換関節形成術、モールド関節形成術、カップ関節形成術、シリコーン置換関節形成術、および関節のアラインメントに影響を及ぼすため、または関節の適合性を復元または修正するための骨切り術がある。関節形成術は成功すると、取り除かれた表面が行っていたのと同じ機能を関節内で果たす新しい関節表面が生じる。しかしながら、軟骨細胞（関節の接合面の生成および維持を調節する細胞）は関節形成術の一部として取り除かれるか、それとも結果として得られる関節組織に対処するために残されるかのどちらかである。このため、これらの現在利用できる治療法のどれも軟骨を保護しない。
【背景技術】
【０００３】
幅広く適用されている種類の骨切り術は、アラインメントを改善するために骨を外科手術的に切断する骨切り術である。関節内の損傷または病気に起因する、負荷の方向に対するずれは、影響を受ける関節において力の不均衡および痛みを生じさせる可能性がある。骨切り術の目標は、外科手術によって関節にある骨をアラインメントし直し、それによって関節全体にかかる力を均等に分配することによって痛みを緩和することである。また、これによってその関節の寿命も伸ばすことができる。膝関節における変形性関節症に対処する場合、この処置には、関節のアラインメントを変更するために膝の骨のうちの1本の部分を切断し、取り付け直すことによる関節の外科的な再アラインメントが必要となり、この処置は多くの場合、より若い、より活動的な、またはより体重が重い患者で使用される。ほとんどの場合、脛骨高位骨切り術（ＨＴＯ）（膝のアラインメントのずれに対処するために、脛の骨（脛骨）の上端の向きを外科手術によって再アラインメントすること）は、変形性関節症に対処するために行われる骨切り術処置であり、多くの場合、その骨切り術措置は痛みを減少させ、機能を改善する結果となる。しかしながら、ＨＴＯは靭帯の不安定な状態には対処せず、機械的なアラインメントだけに対処する。ＨＴＯは、早期の良好な結果と結び付いているが、結果は時間を経るにつれて悪化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
変形性関節症の治療の他の手法は、関節に存在する負荷の分析を含む。軟骨と骨の両方とも生きた組織であり、これらの組織はそれらが経験する負荷に反応し、負荷に適応する。骨および軟骨は、定格範囲内の負荷で健全かつ生存可能であり続ける。負荷が長時間にわたり定格範囲を下回ると、骨および軟骨はより柔らかで、より弱くなる可能性がある（委縮）。負荷が長時間にわたり定格レベルを超えて上昇すると、骨はより硬く、より強くなる可能性がある（肥大）。最終的に、負荷が高くなりすぎると、骨、軟骨および他の組織の突然の機能不全が起こる可能性がある。したがって、外科医が関節負荷のレベルを正確に調節し、指示できない場合、変形性関節症ならびに他の骨および軟骨の状態の治療は大幅に妨げられると結論付けられてきた。さらに、骨折治癒機転の研究は、なんらかの機械的な刺激が治癒反応を高める可能性があり、軟骨／骨の移植片または構造物の最適の養生法が、たとえば特定の治療スケジュールの間等、経時的にさまざまな負荷のレベルを伴うものと思われることを示した。したがって、治療または療法を受けている関節にかかる負荷の調節を容易にし、それによって健全な負荷容量域内での関節の使用を可能にする装置に対する必要がある。
【０００５】
変形性関節症の他の治療に対するある種の他の手法では、関節における骨の動きの調節しようとするか、または関節において交差負荷をかけて、関節の一方の側から他方の側に負荷を移そうとする、ブレースまたは固定装置等の外部装置を検討する。多くのこれらの手法は痛みの軽減においてはある程度の成功を収めてきたが、患者のコンプライアンスの欠如のため、または装置が病気になった関節の自然な動きおよび機能を容易にし、支援することが不能であるために最終的には不成功であった。あらゆる所与の関節で作用する負荷およびその関節における骨の動きは、その関節が一部となっている身体に特有である。このため、それらの負荷および動きに基づいて提案されたいかなる治療も、普遍的に成功するためにはこの変動性を明らかにしなければならない。変形性関節症に対する機械的な手法は、このことを考慮に入れておらず、その結果成功は限られていた。
【０００６】
変形性関節症の治療に対する従来の手法は、関節独特の動きと組み合わされた関節の多様な構造の基本的な機能のすべてもまた、明らかにすることができなかった。最終的に成功する手法は、関節での負荷および動きに対処することに加え、生体構造の、制動機能およびエネルギー吸収機能を認識し、最小限に侵襲性の技法を介して埋め込み可能でなければならない。自然のままの関節によって伝達される負荷を削減するように設計された従来の装置は、一般には、圧縮することができない、比較的に剛性な構造物を組み込んでいる。機械的なエネルギー（Ｅ）は、ある距離（ｓ）を経る力の作用である（つまり、Ｅ＝Ｆ×Ｓ）。比較的に剛性である装置構造物は、これらに作用する力が、それらの中で実質的な変形を生じさせない、すなわち実質的に距離を経て作用しないため、実質的なエネルギーを蓄えることはできない。これらの比較的に剛性の構造物の場合、エネルギーは、関節に関して蓄えられる、または吸収されるのではなく、伝達される。対照的に、自然のままの関節は、前述したように骨、軟骨、滑液、筋肉、腱、靭帯等のさまざまなコンプライアンス特性の要素から構成される構造物である。これらの動的な要素は、実質的にエネルギーの吸収及び備蓄を可能にする比較的柔軟な要素（靭帯、腱、流体、軟骨）、および効率的なエネルギー伝達を可能にする比較的に硬い要素（骨）を含む。関節内の軟骨は力をかけられて圧縮され、結果として生じる力と変位の積が、軟骨によって吸収されるエネルギーを表す。軟骨の流体含有量は、素早くかけられた負荷に対しその反応を硬化し、かつゆっくりとかけられた負荷に対するその反応を弱めるように働く。このようにして、軟骨は、エネルギーを消散するだけではなく、エネルギーを吸収し、蓄えるように働く。
【０００７】
前述の応用例を念頭に置くと、身体の解剖学的構造に取り付けるための効果的な構造を開発することが必要であることが判明してきた。このような構造は、身体の解剖学的構造に適合し、身体の解剖学的構造と協調し、所望の負荷の軽減、エネルギーの吸収、エネルギーの備蓄およびエネルギーの伝達を達成するべきである。これらの構造は、接合する関節を横切る相補的な構造の取り付けのための取り付け手段を含むべきである。
【０００８】
これらの埋め込み構造が最適に機能するために、それらは関節の動きに不利な障害を引き起こしてはならない。したがって、必要とされているのは、根底にある、または隣接する解剖学的構造を補足するだけではなく、関節の動きおよび変化する負荷の両方に対処する手法である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
要約すると、および一般論としては、本開示は、患者の関節動作する関節の運動の範囲を制限せずに調整可能なエネルギー吸収装置を使用して、典型的には変形性関節症に侵されている、疾患のある、または不整列の体の関節の治療を対象としている。本発明の装置は、通常の歩行中のエネルギーの吸収、自然のままの関節の少なくとも一部にかかる負荷の軽減、負荷の伝達または迂回、エネルギーの緩衝、および負荷の共有または再分配のうちの１つまたは複数を達成する。さらに、このような負荷の操作の影響を与える上でエネルギーの抑制および衝撃の吸収の両方が検討される。さらに、患者の特定の解剖学的構造は、生体構造の所望の部分にかかる負荷が、健全な表面に負荷をかけすぎずに操作される、意図された手法で検討される。好ましい実施形態では、本発明は、自然のままの関節を通して伝達されるエネルギーを削減するために、関節にエネルギー吸収装置を加える。一実施形態は、関節を画定する部材によって伝達されるエネルギーを操作する、または吸収するためのシステムを含む。このシステムは、関節の第1の部材に取り付けられるように構成される第１の取り付け構造、および関節の第２の部材に取り付けられるように構成される第２の取り付け構造を含む。また、第１の取り付け構造および第２の取り付け構造に取り付けられる調整可能なエネルギーを吸収する装置、つまりエネルギー吸収装置もあり、そのエネルギーを吸収する装置、つまり吸エネルギー収装置を調整することにより、その装置の負荷を操作するまたは吸収する機能が改変される。このシステムは、変形性関節症に侵された膝関節または他の関節を治療するために使用することができ、部材が関節の運動の経路をたどる間に、可変量のエネルギーを吸収すること、つまりエネルギー吸収が発生する。
【００１０】
装置は、手術中にまたは手術後に調整が可能である。たとえば、装置は、追加のまたはより少ない負荷の操作が必要になると、手術後に調整できる。さらに、装置は、所望の程度までエネルギーを吸収するために有効化し、調整することが可能で、またはたとえば移植の直後にエネルギー吸収が発生しないように動作を無効化することもできる。このようにして、インターベンション部位にある組織および骨が、移植された構造の上で成長する自然の治癒過程は、この構造がその負荷操作機能を有効化させる前にこの構造を固着するのに役立つ。患者の皮膚を通して調整を達成するためにさまざまな手法が考えられている。この点において、装置の構成要素は、装置の偶発的な調整を禁止するためだけではなく、所望の負荷操作を達成するためにも平行移動される。さらに、調整可能な構成要素を固定し、固定解除するだけではなく、調整中に平行移動を示すようにするためにも、フィードバックシステムが装置に組み込まれる。このようなフィードバックは、音または固有受容感覚の形で表れることがある。
【００１１】
一実施形態では、埋め込み可能なシステムは、二重バネエネルギー吸収装置を含むことができる。しかし、別の実施形態では、システムは単一バネエネルギー吸収装置を含むことができる。どちらの実施形態でも、複数の／１つのバネの圧縮を調整すると、エネルギー吸収システムが、それが取り付けられている部材の関節動作に応えて操作する負荷の性質が改変される。システムが提供する負荷操作プロファイルは、エネルギー吸収システムが関節の上に植え込まれる手術中、または患者が手術から回復した後に調整できる。負荷操作の特性の調整は、必要性および患者を取り巻く環境が経時的に変化するのにつれて複数回実行され得る。代わりに、システムが操作できる負荷の量は、異なる剛性の尺度を有する複数の／１つのバネにより、装置の複数の／１つのバネを置換することによって調整できる。
【００１２】
他の手法では、調整は、吸収装置が取り付けられるマウントを選択的に位置決めすることによって行われる。さらに、ある種の実施形態では、耐負荷構造を形成するバネの調整と組み合わせて、またはそれを行わずにリンク端部を調整することによって、調整を行うことができる。リンクが所定量を超えて負荷を受けず、自然のままの関節がその量を超えた負荷を受けるようにリンクの平行移動可能な構成要素の点を調整することも、エネルギー吸収装置の基部に伝えられる力を制御するために考えられている。このような基部は力を吸収するための可撓性材料から作ることが可能である。さらに、所望の調整は、機械加工されたネジ自体の機械的な態様によって達成可能である。
【００１３】
エネルギー吸収システムの一実施形態では、調整可能なエネルギー吸収装置は、アーバーシャフトおよび調整可能なアセンブリ、またはそのアーバーシャフトに摺動自在に取り付けられたカラーを含む。そのアーバーシャフトは、アーバー基部を有するアーバーに連結されてもよい。そのアセンブリまたはカラーは、アーバーシャフトの長さの一部に沿って平行移動し、シャフト上の位置に固定されるように構成される。ある種の実施形態では、カラーは分割カラー、バネ付きカラー、ツイストアンドプルロックカラー、ストップカラー、「グリップファスト」カラー、またはシャフトに沿って固定し、かつ固定解除するように構成可能な任意の他のカラーであってもよい。そのアセンブリまたはカラーは、アーバーシャフトのネジ上を平行移動するように構成された任意のカラーであってもまたよい。調整可能なエネルギー吸収装置は、アーバーシャフトの管腔の中で摺動するピストンシャフトも含むことがある。管腔は、アーバー基部を完全に通過することが可能であり、ピストンがアーバーシャフトと固着するのを回避するのに適した構造を提供することができる。ピストンシャフトは、ピストンアーバーの基部に連結されるピストンを含む。
【００１４】
一実施形態では、調整可能なエネルギー吸収装置は、カラーとピストン基部の間のアーバーシャフト上に配置される圧縮バネを含む。アーバーシャフト上でカラーの位置を調整すると、圧縮バネの圧縮が変更され、それによってエネルギー吸収システムの負荷操作プロファイルが変更される。二重バネの実施形態では、調整可能なエネルギー吸収装置は、それぞれ第１のアーバーシャフトおよび第２のアーバーシャフト上に配置された第１のバネおよび第２のバネを含む。
【００１５】
別の実施形態では、エネルギー吸収装置は、移動しないアーバー基部と圧縮バネの間でアーバーシャフトに沿って自由に動くスプリングストップまたはアセンブリを含んでもよい。圧縮バネは、スプリングストップまたはアセンブリとピストン基部の間のアーバーシャフト上に配置される。ピストン基部は、アーバーシャフトの管腔の中で摺動するピストンを含む。本実施形態のシステムの負荷操作特性を調整するために、装置は、スプリングストップに隣接して配置されるピボット上のアーバー基部に取り付けられる複数のシムを含む。シムは、アーバー基部とスプリングストップまたはアセンブリの間に入るように個々に回転かつ摺動して、スプリングストップまたはアセンブリをピストン基部に向かってアーバーシャフトに沿って移動させ、それによって負荷がバネにかかるときにバネの圧縮を強化するように構成される。また、シムは、アーバー基部およびスプリングストップまたはアセンブリの間から出るように回転かつ摺動して、それによって負荷がバネにかかるときにバネの圧縮を減してもよい。
【００１６】
エネルギー吸収装置のさらに別の実施形態は、第１のシャフトおよび第２のシャフトを有するアーバーを含み、この第１のシャフトおよび第２のシャフトは、それぞれ、第１のシャフトおよび第２のシャフトのそれぞれを少なくとも部分的に通って延在する管腔を有する。カラーは第１のシャフトおよび第２のシャフトに摺動可能に係合され、カラーは第１のシャフトおよび第２のシャフトの長さに沿った位置に固定するように構成される。また、ピストン基部から延在する第１のピストンおよび第２のピストンを有するピストン基部もあり、その第１のピストンおよび第２のピストンは、それぞれ第１のアーバーシャフトおよび第２のアーバーシャフトの管腔の内部で摺動するように構成されている。ここでも、アンカー基部は、ピストンシャフトを受け入れた、管腔と連通する貫通穴を備えることができる。第１のバネは、第１のアーバーシャフト上のカラーとピストン基部アーバー間に配置され、第２のバネは、第２のアーバーシャフト上のカラーとピストン基部間に配置される。第１および第２のアーバーシャフト上でカラーの位置を調整すると、第１および第２のバネの圧縮が変更され、それによってエネルギー吸収装置の負荷操作特性が改変される。
【００１７】
一実施形態では、エネルギー吸収装置のカラーは、ともに摺動可能に係合するように配置されている調整コアおよび調整ブロックを含んでもよい。調整コアおよび調整ブロックを互いに向かって摺動すると、第１および第２のアーバーシャフトからカラーが固定解除される。調整コアおよび調整ブロックは、それぞれピストン基部に向かって伸びるアームを含む。一実施形態では、ピストン基部は、アーバー基部に向かって延在する第１のピストン壁および第２のピストン壁を含むことができ、それぞれ調整コアおよび調整ブロックのアームに沿って摺動するように構成される。さらに別の実施形態では、調整コアおよび調整ブロックのアームはそれぞれ歯を含み、ピストンアーバーの第１のピストン壁および第２のピストン壁はピストン壁をカラーと連結するためにアームの歯と係合するスロットを含む。
【００１８】
関節を治療する方法の一実施形態は、関節の第1の部材に第1の取り付け構造を取り付けること、および関節の第２の部材に第２の取り付け構造を取り付けることを含む。次に、エネルギー吸収装置が第１の取り付け構造および第２の取り付け構造に取り付けられ、エネルギー吸収装置の負荷操作の特性が患者のニーズを満たすように調整される。膝関節を治療する場合、膝の運動性を被膜外から、および／または可変的に変更するために装置を植え込むことができる。
【００１９】
一実施形態では、エネルギー吸収装置の負荷操作特性を、関節を画定する部材の移動の関数として調整することは、エネルギー吸収装置のアーバーシャフト上でカラーまたはアセンブリを平行移動させ、バネに負荷がかけられるときにシャフト上に配置されるバネの圧縮を変更することを含む。エネルギー吸収装置を調整する方法は、シャフト上でカラーを平行移動させる前に、バネから何らかの負荷を取り除くこともまた含んでもよい。負荷は、関節の部材に取り付けられるシステムで関節を曲げることによってバネから取り除かれてもよい。一般に、負荷は、関節が伸ばされるときにバネにかけられる。ある種の実施形態では、エネルギー吸収装置を調整することは、カラーまたはアセンブリの中にツールを差し込み、カラーまたはアセンブリを固定解除し、それによってカラーまたはアセンブリがシャフト上で平行移動可能にすることを含んでもよい。他の実施形態では、カラーまたはアセンブリは、カラーまたはアセンブリをシャフトの上に固定するバネ付勢力に打ち勝つように、カラーまたはアセンブリに組み込まれたアームまたはウィングを圧迫するまたは押すことによって固定解除できる。吸収装置またはバネを調整することによって、いったん装置の所望の負荷能力が設定されると、次いでカラーまたはアセンブリはシャフトの長さに沿った位置に固定される。
【００２０】
調整は、患者の皮膚を通してまたは皮膚の上方で行われてもよい。いくつかの実施形態では、医師にフィードバックを提供するためにカラーまたは調整アセンブリが固定解除または固定されると、カチッというような可聴音が、カラーまたは調整アセンブリによって生じる。また、カラーまたは調整アセンブリがシャフトの長さに沿って平行移動されるにつれて、可聴音または触覚フィードバックを医師に提供することもできる。エネルギー吸収装置の構成要素を新しい位置に平行移動させるためだけではなく、エネルギー吸収装置を固定解除するためにも、このようなフィードバックを組み込むことができる。皮膚を通した平行移動を容易にするためだけではなく、偶発的な固定解除および／または平行移動を防止するためにも植え込まれたシステムの中に構造をさらに組み込むことができる。皮膚を通した平行移動を容易にするという点で、標的関節および二次的な圧縮バネ等の二次構造を画定する部材の移動または配置を利用できる。
【００２１】
エネルギー吸収システムおよび装置の他の特徴は、例として実施形態の原理を示す添付図面とともに解釈される、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】完全に伸ばされた状態の膝関節に取り付けられたエネルギー吸収システムの実施形態を示す斜視図である。
【図１Ｂ】膝関節が９０°に曲げられた状態の、図１Ａに図示される実施形態を示す斜視図である。
【図２Ａ】調整下位構造の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２Ｂ】調整下位構造の別の実施形態を示す部分断面図である。
【図２Ｃ】ラチェット係合状態で示される図２Ｂの調整リングを示す拡大図である。
【図２Ｄ】ラチェット解放状態にある図２Ｃの調整リングを示す拡大図である。
【図３Ａ】エネルギー吸収装置の一実施形態を示す部分図である。
【図３Ｂ】エネルギー吸収装置の一実施形態を示す部分図である。
【図４Ａ】分割カラー付きのエネルギー吸収装置の一実施形態を示す部分斜視図である。
【図４Ｂ】固定された構成にある、図４Ａに図示される分割カラーの断面図である。
【図４Ｃ】固定解除された構成にある、図４Ａに図示される分割カラーの断面図である。
【図５Ａ】圧縮性ウィングを有する分割カラー付きのエネルギー吸収装置の一実施形態を示す部分斜視図である。
【図５Ｂ】固定された構成にある、図５Ａに図示される分割カラーの断面図である。
【図５Ｃ】固定解除された構成にある、図５Ａに図示される分割カラーの断面図である。
【図５Ｄ】１つの圧縮性ウィングを有する分割カラー付きのエネルギー吸収装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図６Ａ】固定カラー付きのエネルギー吸収装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図６Ｂ】固定された構成にある、図６Ａに図示される固定カラーの部分斜視図である。
【図６Ｃ】固定カラーの図６Ｂの線６Ｃ−６Ｃに沿った断面図である。
【図７Ａ】固定カラー付きのエネルギー吸収装置の別の実施形態を示す部分斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａに図示される固定カラーの部分斜視図である。
【図７Ｃ】固定カラーの図７Ｂの線７Ｃ−７Ｃに沿った断面図である。
【図８Ａ】固定カラー付きのエネルギー吸収装置の別の実施形態を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに図示される固定カラーの部分斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ａに図示される固定カラーのボールベアリングを示す部分斜視図である。
【図８Ｄ】図８Ｂに図示される固定カラーの断面図である。
【図９】Ａ〜Ｄは、固定カラーの別の実施形態を示す多様な図である。
【図１０Ａ】固定された構成にある、固定カラー付きのエネルギー吸収装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】固定解除された構成にある、図１０Ａのエネルギー吸収装置を示す斜視図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの固定カラーを示す部分斜視図である。
【図１０Ｄ】図１０Ａに図示される固定カラーの断面図である。
【図１１】Ａ〜Ｃは、固定カラーの別の実施形態を示す多様な図である。
【図１２】Ａ〜Ｈは、エネルギー吸収装置およびその装置の負荷を調整する方法の一実施形態を示す図である。
【図１３】エネルギー吸収装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１４】エネルギー吸収装置のさらに別の実施形態を示す斜視図である。
【図１５】エネルギー吸収装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１６】エネルギー吸収装置の上に取り付けられたシースを示す斜視図である。
【図１７Ａ】単一バネエネルギー吸収装置の実施形態を示す斜視図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに図示されるエネルギー吸収装置の部分斜視図である。
【図１８Ａ】単一バネエネルギー吸収装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａに図示されるエネルギー吸収装置の部分斜視図である。
【図１９Ａ】単一バネエネルギー吸収装置の実施形態を示す斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａに図示されるエネルギー吸収装置の部分斜視図である。
【図２０】ＡおよびＢは、単一バネエネルギー吸収装置の別の実施形態を示す部分斜視図である。
【図２１】ＡおよびＢは、肉厚の壁が付いた非円形単一バネエネルギー吸収装置を示す部分斜視図である。
【図２２Ａ】円形リンク要素の実施形態を示す斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａの円形リンク要素を示す部分斜視図である。
【図２３Ａ】円形リンク要素の別の実施形態を示す斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａの円形リンク要素を示す部分斜視図である。
【図２４Ａ】スプリングストップの実施形態を示す斜視図である。
【図２４Ｂ】シャフト上に配置された図２４Ａのスプリングストップを示す部分斜視図である。
【図２５】ＡおよびＢは、シャフト上に配置されたスプリングストップの別の実施形態の部分斜視図である。
【図２６】シャフト上に配置されたスプリングストップのさらに別の実施形態を示す部分斜視図である。
【図２７】シャフト上に配置されたスプリングストップの別の実施形態を示す部分斜視図である。
【図２８】バネがゼロ負荷状態の円形リンクの実施形態を示し、円形リンクの負荷を調整するためにシャフトの回りに配置されている螺旋形の可撓性シムを示す斜視図である。
【図２９Ａ】エネルギー吸収装置の追加の実施形態を示す斜視図である。
【図２９Ｂ】圧縮バネが取り除かれた、図２９Ａの装置の反対側を示す斜視図である。
【図２９Ｃ】図２９Ａおよび図２９Ｂの調整コアプレートを示す斜視図である。
【図３０Ａ】エネルギー吸収装置のさらに追加の実施形態を示す斜視図である。
【図３０Ｂ】圧縮バネが取り除かれた、図３０Ａの装置の反対側を示す斜視図である。
【図３０Ｃ】図３０Ａおよび図３０Ｂの調整コアアセンブリを示す斜視図である。
【図３１Ａ】エネルギー吸収装置のさらに追加の実施形態を示す斜視図である。
【図３１Ｂ】圧縮バネが取り除かれた、図３１Ａの装置の反対側を示す部分斜視図である。
【図３１Ｃ】図３１Ａおよび図３１Ｂのコア調整サブアセンブリを示す斜視図である。
【図３２Ａ】中央圧搾機構および側面圧搾機構を含むエネルギー吸収装置を示す斜視図である。
【図３２Ｂ】図３２Ａに示される装置の反対側を示す斜視図である。
【図３２Ｃ】圧縮バネが取り除かれた、図３２Ｂの装置を示す斜視図である。
【図３２Ｄ】図３２Ａ〜図３２Ｃの調整可能サブアセンブリの構成要素を示す斜視分解図である。
【図３３Ａ】調整可能スペーサを含むエネルギー吸収装置を示す斜視図である。
【図３３Ｂ】スペーサが取り除かれた、図３３Ａの装置を示す斜視図である。
【図３３Ｃ】調整可能スペーササブアセンブリのナットが取り除かれた、図３３Ａおよび図３３Ｂの装置を示す斜視図である。
【図３４Ａ】調整可能スペーサ構造を含むエネルギー吸収装置を示す斜視図である。
【図３４Ｂ】圧縮バネが取り除かれた、図３４Ａの装置を示す斜視図である。
【図３５Ａ】ピストンシャフトと相互に作用する調整可能構造を含むエネルギー吸収装置を示す斜視図である。
【図３５Ｂ】圧縮バネが取り除かれた、図３５Ａの装置を示す斜視図である。
【図３５Ｃ】調整コアおよびブロック構造が取り除かれた、図３５Ｂの装置を示す斜視図である。
【図３５Ｄ】調整アセンブリの代替手法を示す斜視図である。
【図３５Ｅ】図３５Ｄの構成要素を示す分解図である。
【図３６Ａ】ネジ付き調整構造を有するインターロックリンクを示す斜視図である。
【図３６Ｂ】スライダが取り除かれた、図３６Ａの装置を示す斜視図である。
【図３７】手術中または手術後に有効化できるリンクの手法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ここで、制限ではなく、例として提供される図面を参照すると、開示されている実施形態は、膝関節を治療する装置および方法を対象としている。ただし、これらの実施形態は、他の体の関節を治療する際、および病気にかかった体の関節、またはアラインメントがずれた体の関節を形成する部材の機能に結び付いた痛みを、その関節の運動範囲を制限することなく軽減するためにも使用できる。以下に説明する実施形態は、エネルギー吸収装置が操作できる負荷の量を調整する装置および方法に関する。いくつかの実施形態は、二重バネ部材を含むエネルギー吸収装置を含み、他の実施形態は単一バネ部材の使用を含む。
【００２４】
ある種の実施形態は、体の関節においてみられるような、体の解剖学的構造によって提供される制動効果およびエネルギー吸収を最小限に抑え、補足するように設計されたエネルギー吸収装置を含む。痛みを最小限に抑えるためには、１〜４０％の、程度を変化させた力の負荷操作、つまり吸収が必要となる場合があることが前提とされてきた。ある種の応用例では、５〜２０％の範囲の可変負荷操作つまりエネルギーの吸収を、目標とすることが可能である。
【００２５】
以下に説明するエネルギー吸収システムを組み込む体の解剖学的構造では、関節を画定する部材の骨および軟骨に伝達される力はより少なく、体の部材の間のある程度の力がエネルギー吸収システムによって吸収される。一実施形態では、エネルギー吸収システムは、当初、所望の範囲まで負荷を排除、可変的に削減、または操作することが可能であり、後で、患者のニーズがよりよく判定される、または変化すると調整もしくは改変されるように構成することができる。
【００２６】
膝関節への応用例では、エネルギー吸収システムは、関節動作する関節構造および被膜構造を完全に保存するように内側区画負荷を吸収するように設計することができる。本発明の一実施形態は、１つの運動負荷の吸収装置、２つの曲面状基部構成要素、および１組の骨ねじから構成される負荷迂回膝支援システムである。植え込まれたシステムは、関節外かつ被膜外であり、膝の内側（または外側）面の皮下組織内にある。この装置は、内側の大腿顆および脛骨顆の上方の２つの小さな切り口を通して差し込まれる。基部構成要素は、骨ねじを使用して大腿骨および脛骨の内側皮質に取り付けられている。約２０ポンドのバネ値を有するエネルギー吸収装置は、２７５ポンド以下の患者に治療効果を提供できる。バネ力が高いほど、関節負荷の低減がさらに大きくなるはずであり、より大きな症状（つまり、痛み）緩和と相関し得る。
【００２７】
膝の力は複数の成分を有することが認識されている。大腿四頭筋の力ＦQおよび概して足に沿って長手方向に向けられた地面半力ＦGがあり、外側区画の力ＦLおよび内側区画の力ＦMがある。しかしながら、ＦMまたはＦLの従来の臨床的尺度はない。他方、膝内転モーメントと呼ばれる、膝全体にかかるモーメントを生じさせる軸に沿わない膝の力がある。膝内転モーメント（ＫＡＭ）は、臨床的に測定できる。ＫＡＭは、膝の力に対する臨床代替的測定値であると見なすことができるので、その測定値は役立つ。
【００２８】
さらに、高い膝内転モーメントが痛みと相関していることが観察されてきた。すなわち、相対的に高いＫＡＭを有する疾患のある関節を持つ人々が痛みを経験するのに対し、より低いＫＡＭを有する疾患のある関節を持つ人のグループに痛みがない場合があることが予想されるはずである。したがって、膝内転モーメントの積極的な低減によって、痛みを低減できる。本発明のシステムは、患者のＫＡＭを低減する。
【００２９】
また、変形性関節症を患う平均的な人の膝の内側区画は、１ｍｍと１０ｍｍとの間、好ましくは２０〜６０ポンドの範囲に対処するバネまたは吸収装置要素による３〜６ｍｍの圧縮に対して設定された吸収装置から恩恵を受けることができることも判明している。好ましい実施形態では、吸収装置は、かかる圧縮の約４ ｍｍ、および約４０ポンドの所定の負荷に対して設定される。
【００３０】
開示されている実施形態のそれぞれにより、開示されている他の実施形態から多様な特長を取り入れることができる。したがって、可聴フィードバックサブシステムおよび触覚フィードバックサブシステムは、サブコンポーネントの固定および固定解除を示すためだけではなく、負荷調整構造の平行移動を示すためにも、開示されている実施形態に組み込むことができる。さらに、意図されている実施形態のそれぞれは、エネルギー吸収装置が取り付けられている関節マーカーの様々な程度の屈曲度および伸長度の間にバネが圧縮されるにつれ、変化する所望のエネルギー吸収を実現するために機械加工されたバネを含む場合がある。用語「バネ」は、本説明全体で使用されているが、さらに詳しく以下に説明するように、本発明の機能を達成するために使用できる他のエネルギー吸収構造および適合する構造を含むことが考えられている。さらに、皮膚の表面を通して、ツールを用いてエネルギー吸収装置と直接的に係合すること、または装置に力をかけることのどちらかによって、患者の皮膚を通る調整を達成するように、開示されている多様な手法のいずれかを、認識されているニーズを満たすために組み込むことができる。
【００３１】
ある種の状況では、無効化した状態でエネルギー吸収装置を植え込み、後に、おそらく数週間後に、初めて装置を有効性化した状態にするステップを講じることは有用であることが判明している。このようにして、装置は、骨および周囲の組織が装置の部分の上に生長することにより、骨にさらに固着されるようになる。したがって、開示されている実施形態のそれぞれは、このように植え込まれ、後に有効化され、患者の皮膚を通して調整することができる。
【００３２】
さらに、エネルギー吸収装置を調整する多様な手法が考えられ、以下に開示される。すなわち、ピストンとアーバー構造が係合するように構成されるマウントを調整するだけではなく、ピストンとアーバー構造間の構造を調整するための多様な手法が開示される。ピストンとアーバー構造間の調整については、調整可能なカラーおよび調整可能なリンク端部が、考えられる手法である。
【００３３】
ここで、図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、エネルギー吸収システム１００の一実施形態が、近位１０２の基部構成要素および遠位１０４の基部構成要素が、典型的な体の関節である第１の部材１０６および第２の部材１０８の上にそれぞれ配置されて図示される。ここでは、大腿骨および脛骨の末端部分が、周囲の組織なしに示されている。基部構成要素の部分が、大腿骨および脛骨の潜在的な取り付け面に合うように曲面状になっていることが留意される。また、基部構成要素の間で構成され、基部構成要素に取り付けられているエネルギー吸収装置１１０も図示されている。図１Ａが、完全に伸ばされ、負荷がエネルギー吸収装置のバネ１１２にかけられている膝関節を示しているのに対し、図１Ｂは、バネ１１２がピストンシャフト１２６の長さよりも短いおかげでバネにかけられる負荷がゼロである、９０°に曲げられた膝関節を示す。エネルギー吸収装置は、完全に伸びた状態から膝が曲げられた状態に変化すると長くなり、その後膝が曲げられた状態から完全に伸びた状態に変化すると短くなる。したがって、バネは、膝の関節運動する表面が通常経験する負荷を吸収するように装置の端部間で圧縮され始める。エネルギー吸収装置および基部構成要素は、関節にわたって取り付けられ、その結果いったんバネが所定量の圧縮、したがって負荷を達成すると、次いで膝の関節運動する面は、エネルギー吸収装置が「吸収できなくなる」ことがないように、エネルギー吸収装置と共同して負荷を運び始める。本出願の多様なエネルギー吸収装置は、保護カバーまたはシースなしで図示されているが、それらは、移動する要素を周囲の組織による衝撃から保護し、装置が周囲の組織に損傷を与えるのを防ぐために保護カバーまたはシースの内部にあることが想定される。
【００３４】
さらに図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、エネルギー吸収装置１１０の一実施形態は、ピストン基部１１４およびアーバー基部１１６を含む。ピストン基部は、近位の、つまり第１の基部構成要素１０２と連結している第１の、つまり近位のマウント１１８に連結される。エネルギー吸収装置の他端では、アーバー基部が、遠位の、つまり第２の基部構成要素１０４と連結している第２の、つまり遠位のマウント１２０に連結される。図１Ｃに図示されるように、アーバー基部１１６には穴１２１が形成され、運動中にアーバーを通る流体の流れを可能にする、および／または制限する。この構造を空気式の吸収装置に変換するためにバルブを加えることができる。バネ１１２の第１の、つまり近位の端部１２２は、ピストン基部と連結している、または接触しており、バネの第２の、つまり遠位の端部は、図１Ａに図示されるように膝関節が伸びているときにスペーサ１２４と接触している。スペーサ１２４のサイズは、バネの圧縮量に影響を及ぼすように調整できる。また、スペーサ１２４は、エネルギー吸収の追加のために、または内蔵式の過負荷安全機構としてコンプライアンスまたはバネ作用を提供する材料から形成することができる。
【００３５】
膝関節の屈曲および伸長の間、ピストン基部のピストンシャフト１２６（不図示）は、アーバー基部のアーバーシャフト（図１Ｂを参照）の内部で摺動する。２つの圧縮バネがエネルギー収集装置内に図示されているが、１つまたは複数のバネを使用してもよい。バネの構成は、そのエネルギー吸収機能を最大限にする一方で、装置サイズを最小限に抑えるために変えることができる。さらに、同軸スプリングまたはリーフスプリング等の多様な種類のバネを利用することが可能であり、バネ構造を直列に設置し、１個づつ調整することも可能である。
【００３６】
エネルギー吸収システムは、関節からエネルギーを伝えることに加え、エネルギーを吸収する能力も有する。二重バネまたは単一バネのエネルギーの吸収は、力と変位の積として表すことができる。多様な実施形態を示すために実際のバネが使用されているが、これらの要素は、バネのような特徴を備えた材料または他の装置（たとえば、弾性部材）でも置換できる。このようなエラストマーには、緩衝装置としても利用できるテコフレックス（Ｔｅｃｏｆｌｅｘ）、テコタン（Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ）、テコプラスト（Ｔｅｃｏｐｌａｓｔ）、カルボタン（Ｃａｒｂｏｔｈｅｎｅ）、Ｃｈｒｏｎｔｈａｎｅ、およびクロノフレックス（ＣｈｒｏｎｏＦｌｅｘ）（グレードＡＲ、Ｃ、ＡＬ）等の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含む。さらに、ペバックス（Ｐｅｂａｘ）、Ｃ−フレックス（Ｃ−ｆｌｅｘ）、ペラタン（Ｐｅｌｌａｔｈａｎｅ）、およびシリコーンとシリコーンフォーム等の材料も利用できる。
【００３７】
他の実施形態では、エネルギー吸収装置は、ダッシュポット等の制動装置を含むことができる。これらの実施形態では、バネ要素は貯蔵装置つまり吸収装置であり、一方ダッシュポットはエネルギーを消散するために働く。バネの変位の速度を改変するショックアブソーバを画定する、かかる実施形態または他の構造を利用し、それによってエネルギー吸収作用を改変することができる。エネルギー吸収装置としてより多くの従来の制動装置を使用してもよいが、これらの要素は、また制動特性を備えた材料または他の装置（たとえば小孔スポンジ）により置換できる。
【００３８】
システム１００の一実施態様の場合、関節でのニーズを評価し、その関節を形成する部材１０６および１０８の関節運動をマッピングするために手術前のセッションが実行される。取り付け部位も術前に評価される。外科的介入の間、の第１の回転中心の位置が、関節の第１の部材に沿って識別される。次に、第１の回転中心の位置に近接する領域にアクセスして、第１の基部構成要素１０２が、第１の回転中心の位置の使用を維持するように第１の部材上に固定される。次に、第２の回転位置が、関節の第２の部材に沿って識別され、第２の回転位置に近接して外科的アクセスが得られる。その後、第２の基部構成要素１０４は、第２の回転位置の使用を維持しながら、第２の部材に沿って固定される。第１の回転中心と第２の回転位置との間に皮下通路が作られ、エネルギー吸収装置１１０がその通路の中に挿入される。そのエネルギー吸収装置は、その後、基部に取り付けられる。シース等の組織バリアが、周囲の組織から関節の解剖学的組織を保護する、または装置を隔離するためにエネルギー吸収装置の回りに設置されてもよい。着脱可能なマウント１１８および１２０を通して、この吸収装置１１０を基部１０２および１０４に連結することによって、基部の骨への良好な取り付け、および吸収装置を設置するためのより簡略な外科的な技法が提供される。これにより、また、シースおよび／または吸収装置／マウントアセンブリの摩耗部品を、基部構成要素を取り外したり、交換することなく、取り外し可能および／または交換可能にすることもできる。これにより、さらに、吸収装置／マウントアセンブリおよび基部構成要素の摩耗部品を異なる材料とすることも可能になる。たとえば、基部構成要素は、骨結合を促進するチタンまたはチタン合金とすることができ、摩耗部品はコバルトクロム（たとえば、Ｂｉｏｄｕｒ ＣＣＭ Ｐｌｕs）等のはるかに硬い材料、セラミック、または粒状物質の生成が最小量の、もしくは粒状物質が生成される場合には、粒状物質のサイズが最小の、他の耐久性のある素材とすることができる。
【００３９】
意図されている方法では、エネルギー吸収装置１１０は、当初、所望の程度まで負荷を排除または低減し、後に、患者のニーズがよりよく判定される、または変化すると調整または改変できるように構成することができる。したがって、制動構成要素の直径または装置のバネ定数を変更した結果生じる調整のような、術後の改変が意図される。この点に関しては、長期間変形性関節症を患っている患者に関わる影響および痛みを大幅に削減するために、インターベンション部位が治癒し、装置がしっかりと植え込まれるまで、あるいは初期の治療エピソードの間には、初期の操作または負荷操作は行わないことも意図される。この装置は、散乱力を提供し、関節が完全に負荷を受けているときに関節面が負荷を経験しない程度まで、負荷のすべてを伝えることができる。この散乱は、最長３カ月（または好ましくは２カ月）まで続行することが可能で、その後、装置は散乱なしでエネルギー吸収を達成するように調整できる。さらに、ニーズが変化するのに伴い、方法はエネルギー吸収アセンブリの１つまたは複数の構成要素の取り外しまたは交換を伴うことができる。さらに、所与のインターベンション処置に対して実際的であるような、様々な程度の非侵襲的な手法が利用できる。エネルギー吸収システムおよび埋め込みの方法の追加の詳細および他の実施形態は、すでに参照によりすでに組み込まれている米国特許出願整理番号第１１／７７５，１４９号に図示され、説明されている。
【００４０】
次に、図２Ａ〜図２Ｄを見ると、エネルギー吸収装置１１０を調整するための手法が図示されている。示されている手法では、装置は、外側に突き出した斜めの歯を含むアーバーシャフト１３０を含んでいる。シャフトは、アーバー基部１１６の部分を成していてもよい。バネ付勢されたカラーアセンブリ１３２がさらに設けられ、シャフトと固定可能な配置で構成される。第１の手法（図２Ａ）では、カラーアセンブリ１３２は、さらに、離れた末端部を有するバネ付勢されたボタン１３４（ここでは、弾性リングによって閉鎖位置で付勢されて図示されている）を備えている。ボタンがそれぞれ内側に押し下げられると、シャフトの歯とのこの係合は係脱され、それによってアセンブリ１３２は上下に移動できるようになる。アセンブリがこのように平行移動するときに、ボタンの戻り止めとシャフト１３０の間で可聴音が立てられる。運動が発生したことをオペレータに通報するために、可観測の触覚反応も生じさせることができる。かかるフィードバックは、開示している実施形態のそれぞれに組み込むことが意図される。
【００４１】
第２の手法（図２Ｂ〜図２Ｄを参照）では、バネ付勢されたカラーアセンブリ１３２は、ラチェット係合（図２Ｃ）構成とラチェット解放（図２Ｄ）構成の両方を取ることができる２部分からなるカラースプリング１３６を備える。したがって、バネ付勢式カラーアセンブリの本実施形態のバネアーム１３８を押すことにより、カラーはシャフト１３０から離脱し、長手方向に平行移動を許される。安全対策として、シャフト上に形成された歯の角度および長さ、ならびにカラーアセンブリの対応する係合構造が、カラーの２つの点が十分に押される場合にだけ平行移動を許すように構成できることが理解されるべきである。
【００４２】
これらの実施形態では、バネ付勢されたカラーアセンブリ１３２を第１の基部構成要素１０２に向かって近位へ移動すると、バネ１１２内に蓄えられている潜在的なエネルギーが変化する。手術中に、または手術後の任意の時点で、エネルギー収集システムを調整すべきであると判断されると、カラーアセンブリ／ピストンアセンブリは、第１の基部構成要素１０２に向かって遠位へ移動し、カラーアセンブリとピストン基部１１４との間でバネをさらに圧縮する。
【００４３】
エネルギー吸収装置１１０を調整する別の実施形態は、図３Ａおよび図３Ｂに図示されている。この実施形態では、装置は、アーバー基部１４３の、ネジ山または歯を有するアーバーシャフト１４２と固定可能な配置で構成された２つの反対向きにネジを切ったスプリングストップ１４０を含む。この装置のバネ１４４を調整するために、歯を備えたロッド１４６を２つのスプリングストップの間の２つの方向の内の１つに差し込み、スプリングストップの回転を生じさせることができる。一方向の回転が、アーバー基部に向かって近位へスプリングストップを平行移動させ、それによってバネ１４２の中に蓄えられていた潜在的なエネルギーを減少させる。ストップの反対方向への回転により、負荷がバネにかけられたときにストップとピストン基部（不図示）との間のバネが圧縮される。ロッドをねじ込み、両方のストップの間に恒久的に位置させ、六角形のツールまたは他のツールを介して回転させる、あるいは調整する時間の間だけ挿入することも考えられてきた。
【００４４】
エネルギー吸収装置１１０を調整するための別の実施形態が、図４Ａ〜図４Ｃに図示されている。この実施形態は、上部１５２および下部１５４を有し、歯１５６が下部（図４Ｃを参照）に備えられた分割カラー１５０を含む。ピン１５８がカラーの下部に取り付けられ、バネ１６０により上方に付勢され、その力によって上部および下部が、図４Ｂに図示されるように閉鎖位置に押し込まれる。閉じられた、つまり固定された位置で、カラーはアーバーアセンブリ１６４のシャフト１６２上に固定され、このシャフト１６２はカラーの下部の歯１５６を係合するために、凹み、つまり歯１６６を含む。この実施形態では、グロメット１６８がピンの中に押し嵌めされ、１ｍｍの針のようなツールを介した調整アクセスを提供する。図４Ａに図示されるように、シース１７０をエネルギー吸収装置の上に配置することができ、その場合、シース境界を貫通せずに装置を調整できるように、グロメットはシースに取り付けられる。他の実施形態はシースを含まない。
【００４５】
分割カラー１５０を開放構成に配置するために、ユーザは、グロメット１６８の中にツールを差し込み、下方に押し、バネ１６０の付勢力に打ち勝ち、図４Ｃに図示されるように、下部１５４を上部１５２から離して行く。分割カラーロックが開放した、つまり固定解除された構成になると、バネ１１２（図４Ａ〜図４Ｃでは不図示）の圧縮を強化する、または減少させるために、アーバーのシャフトに沿って近位へまたは遠位へ分割カラーロックを移動することによって、バネは調整され得る。関節が完全に伸びたときにバネの所望の圧縮が達成されると、ユーザはグロメットからツールを取り外し、バネ１６０の力が分割カラーを閉鎖位置つまり固定位置に移動できるようにする。
【００４６】
他の実施形態が図５Ａ〜図５Ｄに図示され、これは図４Ａ〜図４Ｃの実施形態に類似している。したがって、類似する要素を示すためには類似する参照番号が使用される。図５Ａ〜図５Ｃに図示される実施形態では、下部１５４は、分割カラー１５０の側面から突き出した２つのウィング１７２を含む。図５Ｄに図示される実施形態は、装置の片側からだけ突き出した１つのウィング１７２を含む。ユーザは、バネ１６０の付勢力に打ち勝ち、図５Ｂに図示される、閉じられた、つまり固定された構成から、図５Ｃに図示される、開かれた、つまり固定解除された構成にカラーを平行移動させるために、複数のまたは１つのウィングを下方に押し下げることによって指で装置を固定解除できる。これによって、装置は植え込まれているが、患者の皮膚の外部から調整を加えることが可能になる。分割カラーロックを固定解除するためにツールを用いてアクセスできるように、これらの実施形態にグロメット１６８を含むこともあれば、含まないこともある。
【００４７】
膝関節に取り付けされるエネルギー吸収装置１１０を調整するための一実施形態では、膝は伸ばされた位置から開始する。膝は次いで曲げられ、バネ１１２からあらゆる負荷を取り除く。バネから負荷を取り除いた後に、それぞれの異なる実施形態に関して前述したようにエネルギー吸収装置に調整が加えられる。一般に、患者の皮膚の上で、または皮膚を通して調整を加えることができる。１つの手法では、カラーロック上の歯は、降伏する前に約６５ポンドの圧力まで支えることができる。
【００４８】
固定カラー１８０の別の実施形態は、図６Ａ〜図６Ｃに図示されている。この実施形態では、固定カラーは、上部１８４および下部１８６が一体化されたバネ１８８によって連結されている中心固定板１８２を含む。この固定板は、名目上、アーバー１９４のシャフト１９２の回りの溝１９０に固定される。図６Ｃは、図６Ｂの線６Ｃ−６Ｃに沿った断面図であり、シャフトの回りの、閉じられた、つまり固定された構成の装置を示している。中心板の上部および下部を固定解除するために、板の部分を分離するボタン／バネ機構１９６がユーザによって押される。ボタン／バネ機構の傾斜面１９８は、中心固定板の上部および下部の傾斜面２００に係合し、上部および下部を押して互いから離し、結合されたバネの付勢力に打ち勝つ。この構成は、固定板の歯をシャフトの溝から係脱する。いったん固定解除されると、カラーは、バネ１１２の位置を調整するために近位へまたは遠位へ動かすことができる。装置のこの調整は、ユーザがボタン／バネ機構の両側を患者の皮膚を通して同時に圧搾し、次いで、バネの所望の位置に到達し、シャフトの溝の中に固定板を固定するときにボタン／バネ機構を解放することによって行うことができる。
【００４９】
図６Ａ〜図６Ｃに図示される実施形態に類似する実施形態が、図７Ａ〜図７Ｃに図示され、ここでも類似する参照番号が類似する要素を示すために使用される。この実施形態では、ボタン／バネ機構１９６は、ピン２０４によって固定カラー１８０の中に保たれる２つの別々のボタン２０２で置き換えられている。図７Ｃは、図７Ｂの線７Ｃ−７Ｃに沿った断面図である。この実施形態の固定カラーの動作は、図６Ａ〜図６Ｃの上記の実施形態に類似している。このカラーを固定解除するためには、装置の各側面の２つのボタン２０２が内向きに押されて、中心固定板１８２の上部および下部１８４と１８６を分離する。バネ１１２の所望の圧縮が達成されると、ボタンは解放され、それによって中心固定板をシャフト１９２の溝１９０に固定する。
【００５０】
固定カラー１２０の別の実施形態は、図８Ａ〜図８Ｄに図示されている。この実施形態の固定カラーは「グリップファスト」カラーであり、それは、１組のボールベアリング２１２、および内部バネ２１６の力がかかると、機構を定位置に固定するテーパ付き固定板２１４を含む。固定カラーは、ユーザが、 ボールベアリングからの圧力を取り除く突出したウィング２１８を押すと、固定解除された構成に遷移される。この突出したウィングは、固定された構成ではアーバーシャフトに押しつけられる。図８Ｄは、「グリップファスト」カラーの断面図である。
【００５１】
図９Ａ〜図９Ｄは、アーバーのシャフト上の歯または溝と係合する、第１の固定アーム２２２および第２の固定アーム２２４を含む固定カラー２２０の別の実施形態を示す。この２つの固定アームはピン２２６上で回転し、２つのねじりばね２２８がアームを固定位置に付勢する。固定カラーを固定解除構成に遷移させるために、ツールが、それぞれ第１の固定アームおよび第２の固定アームの先端２３０および２３２を押し下げるために使用され、それによってシャフトの溝または歯から固定アームが係脱され、カラーが固定解除される。いったん固定解除されると、カラーは、エネルギー吸収システムのバネを調整するために動かすことができる。
【００５２】
固定カラー２４０の別の実施形態は、図１０Ａ〜図１０Ｄに図示される。カラーは、スプリングストップ２４６がコレットの組に押しつけられると、シャフト２４４の溝２４５の中に固定される小さな歯２４３を備えたコレット２４２の組を含む。このコレットおよびスプリングストップは、図１０Ａに図示される固定構成で２つの小さな反転円板バネ２４８によって互いに対して名目上付勢される。カラーを固定解除するために、２ ｘ１ ｍｍのツール等のツール２４９が使用され、ツールを挿入し、それを回転させることによってシャフトからカラーを係脱し、それによってコレットおよびスプリングストップを分離する。この固定解除構成は、図１０Ｂ〜図１０Ｄに図示されている。カラーを固定構成に戻すには、ツールを反対方向に回転し、コレット２４４の歯２４５をシャフト２４４の溝２４５と係合し直すために取り外す。
【００５３】
ストップカラー２５０のさらに別の実施形態は、図１１Ａ〜図１１Ｃに図示されている。ストップカラーは、それぞれがシャフト２６０の歯または溝２５８に係合する２つの切欠き２５６を有する、第１のスプリングストップスライダ２５２および第２のスプリングストップスライダ２５４を含む。第１のおよび第２のスプリングストップの切欠き２５６は、シャフトに垂直に摺動時、シャフト上の溝を係脱する。第１のおよび第２のスライダは、単一のバネ２６２によって分離され、固定位置で名目上付勢される。この機構は、第１のおよび第２のスライダが、スプリングストップスライダの切欠きをシャフトから係脱するために互いに圧搾されると係脱される。図１１Ｂは、第１のスプリングストップの切欠きを見ることができるように、第２のスプリングストップスライダを透視して図示する。また、図１１Ｃは、機構は固定構成であり、第１のスプリングストップはシャフトの溝に係合している、図１１Ｂの線１１Ｃ−１１Ｃにおける断面を示す。
【００５４】
図１２Ａ〜図１２Ｈは、ストップカラー２７０付きのエネルギー吸収装置、およびこの装置を調整する方法の別の実施形態を示す。図１２Ａは、ともに摺動式に係合されている調整コア２７２および調整ブロック２７４を有するストップカラーを示す。調整コアおよび調整ブロックは、それぞれ、ユーザによって操作または圧搾可能であるグリップアーム２７６を含む。また、調整ブロック上に配置されるスプリングフィンガー２７８、およびそのスプリングフィンガー近くの調整可能なコア上に配置される歯２８０もあり、その結果調整コアおよび調整ブロックが互いに圧搾されるか、それとも解放されると、スプリングフィンガーは歯２８０によって偏向され、可聴音を生じ、ユーザに、いつストップカラーが固定解除され、固定されるのかを知らせる。各グリップアーム２７６は、接触し、ピストン基部１１４の壁２８６上に配置されるスロット２８４内で接触し、かつ置かれる歯２８２を含む。また、ピストン基部は、アーバー基部１１６のシャフト２９０の中で摺動するピストン２８８も含む。バネ１１２の圧縮を増加、または減少することによってエネルギー吸収装置を調整するために、患者の足は約９０°の角度に曲げられ、エネルギー吸収装置１１０は、図１２Ａに図示される構成に類似した構成となる。この位置では、バネ１１２にかかる負荷はなく、ストップカラー２７０はシャフトの歯または溝２９２上の位置に固定される。
【００５５】
次に、図１２Ｂに図示されるように、ストップカラー２７０は、調整コア２７２および調整ブロック２７４のグリップアーム２７６を互いに向かって圧搾することによって固定解除構成に強制する。スプリングフィンガー２７８が、変形して歯２０から逸れると、可聴音が生じる。足は次いで伸ばされ、ストップカラーが、図１２Ｃに図示されるようにゼロ負荷位置で、アーバー基部１１６上で止まる。
【００５６】
図１２Ｄは、ピストン壁２８６にはまっているグリップアーム２７６の歯２８２を示す。足が伸ばされると、グリップアームは、歯２８２が、図１２Ｅに図示されるようにピストン壁上に乗るためにわずかに開く。最後に、完全に伸びると、歯２８２はピストン壁のスロット２８４に落ち込み、図１２Ｆに図示されるように、ピストン壁をストップカラーのアームと連動させる。
【００５７】
ストップカラー２７０が依然として固定解除構成にある状態で、足は次に所望の角度まで曲げられ、シャフト２９０は、図１２Ｇに図示されるようにストップカラーから離れて延在する。所望の角度およびバネ１１２の所望の圧縮に達すると、ストップカラーのアーム２７６は解放され、足は、図１２Ｈに図示されるように、ストップカラーを係合し、シャフト２９０の溝２９２の新しい位置に固定するように伸ばされる。ストップカラーが解放されると、スプリングフィンガー２７８によって別の可聴音が生じる。また、一実施形態では、アーバーシャフト上の歯に接触し、ストップカラーがアーバーシャフト上で平行移動しているときに可聴音を提供する、調整コア上に位置する別のスプリングフィンガーもある。これらの可聴音は、患者の皮膚の上で装置の負荷を調整している可能性があるユーザにフィードバックを提供する。
【００５８】
図１３に図示されるエネルギー吸収装置１１０の実施形態は、図１２Ａ〜図１２Ｈに示される装置に類似している。ただし、この実施形態では、ピストン壁はないが、ピストン基部１１６上に柱２９４があり、この柱は先細の端部２９６およびその先細の端部近くにノッチ２９８を含む。また、フック３０２をその端部に備えたストップカラー２７０から離れて伸びるスナップクリップ３００もある。上記実施形態の図１２Ｆに図示されるようなピストン壁上のスロット２８４に係合するグリップアーム２７６上の歯２８２の代わりに、この実施形態では、スナップクリップのフックがピストン柱のノッチに係合し、ピストン基部をストップカラーと連結する。
【００５９】
図１４は、この実施形態ではピストン基部１１４がスプリング管３１４内の凹部３１２上を摺動する先細柱３１０を含むことを除き、すぐ前の２つの実施形態に類似する別の実施形態を示す。このスプリング管は、エネルギー吸収装置１１０のバネ１１２を覆い、ストップカラー２７０と接触している。
【００６０】
図１５は、カラーストップ２７０の別の類似する実施形態を示す。この実施形態では、長いグリップアームが短いアーム３２０で置換されており、短いアームには、ストップカラー２７０を固定解除するために短いアームを把持し、圧搾するために使用できるプライヤーまたは別のツールの端部を受け入れるために構成された凹部３２２が付いている。図１５に図示されるように、この実施形態は、エネルギー吸収装置を覆うシースに取り付けるためのシースアイレット３２３も含むことができる。
【００６１】
前述された二重バネ実施形態のどれも、図１６に図示されるようにシース３３０で覆うことができる。シースアイレット３３２を、エネルギー吸収装置１１０のカラーストップに取り付けてもよい。また、ストップカラーに関連付けられたグロメットへのアクセスを得て、装置を調整するために装置を固定または固定解除するための穴３３４があってもよい。
【００６２】
次に、図１７Ａおよび図１７Ｂを参照すると、エネルギーを吸収するために単一バネ３５２を含む、エネルギー吸収装置３５０の別の実施形態が図示されている。この装置は、アーバー匡体３５６およびシャフト３５８付きのアーバー基部３５４を含む。ピストン匡体３６１、およびアーバー基部のシャフト内で摺動するピストン３６２付きのピストン基部３６０も含まれる。ピストン匡体は、アーバー匡体の下で摺動するように構成される。アーバーシャフトを取り囲むのは、近位の、つまり第１の端部３６６および遠位の、つまり第２の端部３６８が付いたスプリングストップ３６４である。アーバー基部に連結される柱３７２上に配置される複数のシム３７０もある。この柱は、スプリングストップに隣接して配置される。シムストップ３７４は、柱の上にシムを保ちながら、シムが柱の回りを回転できるようにするように柱の端部に配置される。この実施形態では、それぞれ幅がやく１ｍｍである７つのシムがあるが、任意の数のシムを使用することができ、それらはどのような幅でもよい。図１７Ａに図示されるように、アーバー匡体内には複数の上部穴３７６、およびアーバー匡体内には複数の下部穴３７８がある。
【００６３】
エネルギー調整装置３５０の負荷操作プロファイルを調整するために、針または他の道具等のツールが、最も近位のシム３７０を有効化するためには最も近位の上部穴３７６の中に差し込まれる。上部穴を通して差し込まれる道具の端部はシムの第１の端縁３８０を押し、シムがスプリングストップ３６４の近位端部３６６とアーバー基部３５４の基部の間で摺動するように、柱３７２上でシムを回転させる。これによりスプリングストップは遠位で押され、それによってスプリングストップの遠位端部３６５に当接するバネ３５２が圧縮される。図１７Ｂは、有効化された２つのシムを示す。近位端部から始まる連続する上部穴の中に道具を差し込むことによって、任意の数のシムを有効化できる。任意の数のシムを無効化するには、道具はアーバー匡体上に配置される下部穴３７８に差し込まれる。下部穴を通して差し込まれる道具の端部はシムの第２の端部３８２と接触し、反対方向にシムを回転させ、シムをスプリングストップとアーバー基部の間から取り除く。最も遠位の有効化されたシムから始めて、任意の数のシムを無効活化できる。シムを有効化および無効化することで、ユーザは、スプリングストップおよびバネの位置の圧縮を調整できる。かかる調整は、屈曲中等、装置３５０が負荷を受けていないときに行うことができる。
【００６４】
エネルギー吸収装置３５０ａの別の実施形態が図１８Ａおよび図１８Ｂに図示され、図１７Ａおよび図１７Ｂに図示される装置３５０の実施形態に類似し、したがって類似する参照番号が類似する要素のために使用される。この実施形態では、アーバー匡体３５６は片側に有効化穴３８４の組、およびアーバー匡体の反対側に無効化穴（不図示）の組を含む。また、この実施形態は、近位端部３８８および遠位端部３９０が付いたスプリングストップ３８６、ならびに図１８Ｂに最もよく図示されるように、複数のシムを無効化状態で格納できるように設計された凹部３９２も含む。このシムの内の１つを有効化するために、最も近位の有効化穴の中に道具が差し込まれる。この最も近位の有効化穴で、道具はシムの第１の端縁３９４に係合し、強制的にそのシムを柱３７２の回りで回転させ、スプリングストップの近位端部とアーバー基部３５４との間に摺動して入る。任意の数のシムは、最も近位の穴から開始して、連続する有効化穴の中に道具を差し込むことによって有効化できる。この実施形態でシムを無効化するためには、道具が最も遠位の無効化穴の中に差し込まれる。その穴で、道具はシムの第２の端縁３９６に係合し、シムを回転させ、無効化した位置に戻す。図１８Ｂは、有効化した１つのシムを示す。
【００６５】
エネルギー吸収装置３５０ｂの別の実施形態は、図１９Ａおよび図１９Ｂに図示される。この実施形態では、スプリングストップ３６４の一方の側のアーバー基部３５４に連結される第１の柱４００上にシムの第１の組３６４があり、スプリングストップの他の側のアーバー基部に連結される第２の柱（不図示）上にシム４０２の第２の組がある。アーバー匡体３５６の一方の側に有効化穴４０４の第１の組およびアーバー匡体の他方の側に有効化穴（不図示）の第２の組がある。シムの第１の組および第２の組は、有効化穴の第１のおよび第２の組の最も近位の穴の中に道具を押し入れることによって有効化され、それによってスプリングストップの近位端部３６６とアーバー基部の間にシムが回転して入る。この動作によりバネ３５２は圧縮する。シムを無効化するには、道具はアーバー匡体３５６およびピストン匡体３６１の開放上部スロット４０６を通って差し込まれ、シムを回転し、スプリングストップの壁近くの無効化位置に戻す。ユーザは、最も遠位の有効化されたシムから開始し、任意の数の有効化したシムを無効化できる。
【００６６】
次に、図２０Ａおよび図２０Ｂを参照すると、明確にするためにバネおよびピストン基部が取り除かれたエネルギー吸収装置４１０が図示されている。この実施形態の装置は、アーバー基部４２０に連結されている、ネジ山４１８によりシャフト４１６の上に螺合された、歯４１４がついたスプリングストップ４１２を含む。アーバー匡体つまり壁４２１は、一方の側に第1の開口部４２２および匡体の反対側に第２の開口部（非表示）を含む。第1の開口部および第２の開口部は、針またはロッド等の、歯４２６付きのツール４２４を匡体の中に差し込み、スプリングストップの歯とかみ合わせ、２つの方向の一方にスプリングストップを回転する。そのツールを押して、1つの方向にスプリングストップを回転すると、スプリングストップはアーバーシャフトのネジ山に沿って下方に遠位方向に回転する。スプリングストップをツールとともに反対方向で回転させると、スプリングストップはアーバーシャフトのネジ山に沿って上方に近位方向に平行移動する。スプリングストップを遠位に平行移動させると、バネの圧縮が強くなり、スプリングストップを近位方向に平行移動させると、バネの圧縮が弱くなり、それによって多様な負荷を操作するために装置を調整できる。
【００６７】
エネルギー吸収装置４３０の別の実施形態が、図２１Ａおよび図２１Ｂに図示される。この実施形態では、アーバー壁つまり匡体４３６を有するアーバー基部４３４、およびピストン壁つまり匡体４４０を有するピストン基部４３８とともに非円形のリンク４３２が図示されている。このリンクの非円形の断面により、基部の匡体つまり壁は、壁をより厚く、したがってより強くする材料を追加することができる。この壁の追加された幅によって、負荷調整中の回転が低減される。エネルギー吸収装置３５０、３５０ａ、３５０ｂおよび４１０の壁または匡体は、上記に図示されたようにより薄くても、または図２１Ａおよび図２１Ｂに図示されたようにより厚くてもよい。
【００６８】
エネルギー吸収システム１００内でシステムにかけられるどのような負荷も吸収するために、他の形式のリンクを使用することができる。図２２Ａおよび図２２Ｂに図示されるように、ネジ山４５６付きのアーバーシャフト４５４を含むアーバー基部４５２、およびそのアーバーシャフト内で摺動するピストン４６０を含むピストン基部４５８付きの円形リンク４５０が図示されている。また、アーバーシャフトのネジ山の上に螺合されるスプリングストップ４６２もあり、このスプリングストップは、スプリングストップとピストン基部の間にある圧縮バネ４６４と接触している。スプリングロックの回転位置を固定するアーバーシャフト上に位置する小さなフィンガーロック４６６がある。スプリングストップを固定解除して、装置の負荷を調整するために、２ｍｍロッド等のツールがリンク上部に差し込まれ、フィンガーロックを押し下げ、フィンガーロックをスプリングストップ内の溝から離す。スプリングストップが固定解除された状態で、ロッドはスプリングストップの放射状に配置されたくぼみ４６８を通して位置決めされる。調整は、このロッドの複数回の上昇動作または下降動作つまりロッカーを介して行われる。アーバーシャフト上のネジ山のピッチに応じて、バネの圧縮または復元は約１ｍｍ〜約３ｍｍの範囲に及ぶ可能性がある。
【００６９】
図２３Ａおよび図２３Ｂは、傾斜ノッチ４７２の第１の組、およびその第１の組の反対に傾斜する傾斜ノッチ４７４の第２の組を含むスプリングストップ４７０の別の手法を示す。スプリングストップは、アーバーシャフト４７８のネジ山４７６の上に螺合される。また、シャフトのネジ山を通して配置される凹部４８０もある。スプリングフィンガー４８２（図２３Ｂを参照）は、スプリングストップに組み込まれ、シャフトの凹部に係合する。バネ４８４をさらに圧縮するために、スプリングストップは、傾斜ノッチの第１の組に係合する、２ｍｍロッド等のツールを用いた反復揺動運動を使用して一方向に平行移動される。スプリングストップは、スプリングフィンガーがシャフトの凹部に嵌り込んで、カチッと可聴音を立てるまで、長手方向に平行移動する。このカチッという可聴音は、スプリングストップが元の位置に戻され、その結果スプリングストップが、シャフト上のネジ山のピッチに依存して約１ｍｍ以上移動したことをユーザに知らせる。バネにかかる圧縮を減少されることによって装置を調整するために、スプリングストップは、反復運動で傾斜ノッチの第２の組に係合するためのツールを使用して反対方向で平行移動される。
【００７０】
リンク４９０のさらに別の手法が、図２４Ａおよび図２４Ｂに図示される。この実施形態では、スプリングストップ４９２は、アーバー基部４９６のシャフト４９４の上に配置されている。スプリングストップの内面は、アーバーシャフト上に配置された溝５００とかみ合う隆起したバンプつまり歯４９８を含む。また、スプリングストップ上に、シャフト上の位置にスプリングストップを固定するスプリングロック５０２もある。スプリングストップを固定解除するために、１−２ｍｍロッド等のツールが、スプリングロックに差し込まれる。固定解除されたスプリングストップは、次いで約１ｍｍ遠位へ自由に摺動してから、適所に固定するために約３０°回転する。この螺旋状の移動は、装置を調整するためにバネ（不図示）を圧縮できる。また、スプリングストップも固定解除し、約１ｍｍ近位へ移動し、次いで反対方向に３０°回転し、バネ（不図示）の圧縮を減少させるために適所に固定できる。スプリングストップは、シャフト上の溝の設計に応じて１ｍｍより多くまたは１ｍｍ未満、遠位へまたは近位へ摺動してもよい。
【００７１】
リンク５１０の別の実施形態が、図２５Ａおよび図２５Ｂに図示される。このリンクは、その内面に歯５１４を有し、アーバーシャフト５１８上の溝５１６および凹部５１７に係合するスプリングストップ５１２を含む。スプリングストップは、スプリングストップが回転したり、シャフトの溝または凹部を係脱することがないようにするスプリングフィンガー５２０も含む。スプリングストップを固定解除するために、スプリングストップは、スプリングストップの開放端部穴または閉鎖端部穴５２２の中に差し込まれる、２ｍｍロッド等のツールを介して約６０°回転する。回転量は、シャフト上の放射状の歯の組の数を増加することによって低減できる。いったん固定解除されると、スプリングストップはシャフトに沿って新しい場所まで摺動し、次いでスプリングストップを定位置に固定するために６０°回転して戻される。
【００７２】
次に図２６を参照すると、ターンバックル５３４付きの分割リングスプリングストップ５３２を有するリンク５３０が図示される。六角ツール５３５等のツールを、ターンバックルの中に差し込むと、シャフト５３８上の歯５３６の次の組への分割リングの平行移動を可能にするために分割リングが分離され、六角受け入れ部５４０上の歯を介してシフトが生じる。分割リングは、エネルギー吸収システムの負荷操作特性を調整するために近位へまたは遠位へ平行移動させることができる。
【００７３】
図２７は、シャフト５５８のネジ山５５６の上に螺合される、歯５５４付きのスプリングストップ５５２を有するリンク５５０の別の実施形態を示す。予め形成された内部部材およびフック５６２付きのツール５６０は、シース（不図示）の中に摺動して出て、スプリングストップの歯に巻き付く。ツールを引っ張ると、バネの回転が生じ、スプリングストップがシャフトのネジ山に沿って平行移動する。これにより、バネ（不図示）の圧縮を強めるまたは減じることによってエネルギー吸収装置の調整が可能になる。
【００７４】
リンク５７０の別の実施形態が、図２８に図示される。この実施形態では、スプリングストップ５７２はアーバー基部５７４のシャフト上に配置される。バネ５７６はシャフトの上に配置され、スプリングストップとピストン基部５７８の間に位置する。ピストン基部は、アーバーシャフト内で摺動するピストンつまりロッド５８０を含む。装置を調整するために、螺旋状の可撓性シム５８２が、スプリングストップに隣接するアーバーシャフトの回りに差し込まれる、または回りから取り外される。アクセス可能な匡体５８４は、スプリングストップと一体化されても、螺旋状のシムを捕捉するためにスプリングストップに隣接して配置されてもよい。矩形の断面を有するカニューレまたは針等のツール５８６が、アクセス可能な匡体の中にシムを差し込むために使用される。このツールの先端は、アクセス可能な匡体の中に差し込まれ、螺旋状の可撓性シムは概して直線状に弾性的に変形され、ツールを通って、シムがアーバーシャフトの回りで再度コイル状になる、または巻きつく匡体の中に運ばれる。図２８に図示されるように、エネルギー吸収装置は、バネ５７６がゼロ負荷状態で引き伸ばされている。スプリングストップの近位の位置に６つのシムがあり、約０ｍｍ〜約６ｍｍの調整機能を与える。シムは、装置の負荷操作のプロファイルを調整するために取り外されてもよい。
【００７５】
負荷調整機構を固定解除するためのプッシュボタン機構を取り入れたエネルギー吸収装置６００が、図２９Ａ〜図２９Ｃに図示される。この実施形態では、装置には、バー延長部を含む枢動自在のスイッチ６０６を含む、ピストン基部アセンブリ６０４が備えられている。装置６００は、さらに一連の調整可能なコアプレート６１０を含み、ここでは４枚のかかるプレートを含んで図示されている。各プレートは、前述された手法と同様に、単一アーバーシャフト６１４を受け入れる寸法に作られた１対の離間した穴６１２を含む。アーバーシャフトが、ピストンシャフトを受け入れるための穴と連通するリリーフホール６１７を含むアーバー基部から延在していることが留意される。かかるリリーフホール６１７は、ピストンシャフトとの結合を回避するのに役立つように、説明されるように開示されている実施形態のそれぞれに組み込むことができる。さらに、このリリーフホール６１７には、解剖学的組織の屈曲中に体液が引き出され、したがってその構造が解剖学的組織の伸長のための空気式吸収装置として働くように、バルブを付けることができる。アーバーシャフト６１４は、離間した穴の周縁を形成する対応する構造に係合する斜めの歯６１６を含む。この対応する構造は、アーバーシャフト６１４上に形成される複数の歯６１６の間で固定できる傾斜部６１８の形を取ることができる。コアプレート６１０とアーバーシャフト６１４との間の相互作用が、パーツ間の相対的な移動を示すために必要な触覚フィードバックまたは可聴フィードバックを提供できる。
【００７６】
プレート６１０のそれぞれも、曲線状の中心スロット６２０、反対に曲線状となる中心スロット６２０を有する隣接プレート６１０を含む。スロット６２０は、プレート６０６を通して概して垂直に延在する、枢動自在スイッチ６０６のバーアーム６０８を受け入れるように構成される。
【００７７】
スイッチ６０６を押し下げると、可聴フィードバックまたは触覚フィードバックが、プレート６１０がアーバーシャフト６１４との係合から固定解除されることを示す。すなわち、第１の位置で、スイッチ６０６のバーアーム６０８は、アーバーシャフト６１４の歯６１６の内部でプレート６１０を固定できる。いったんスイッチ６０が押し下げられ、枢動を生じると、バーアーム６０８はプレート６１０の中心の曲線状のスロット６２０の中で移動し、それによってプレートの相対的な側面方向の移動の発生を可能にする。この側面方向の移動によって、プレートのアーバーシャフト６１４に沿った平行移動を可能にする程度まで、プレートはアーバーシャフト６１４から係脱される。こうすることによって、圧縮バネ６２２の動作長を改変し、それによってエネルギー吸収装置６００の負荷およびエネルギー吸収機能の範囲を調整できる。さらに、プレート６１０がアーバーシャフト６１４に沿って移動するにつれて、カチッという触覚または可聴音を引き起こすことがさらに意図されている。次いで再度、アーバーシャフト６１４に対してプレート６１０を固定するために、スイッチ６０６を再び押し下げることができる。
【００７８】
図３０Ａ〜図３０Ｃに図示される、関連する手法では、エネルギー吸収装置６３０は、２つの調整コアプレートの一方から伸びるバーアーム６３４と相互に作用する枢動自在なスイッチ６３２を含む。第１の調整コアプレート６３６は、概して垂直にそこから伸びるバーアーム６３４を含む。第２の調整プレート６３８は、バーアーム６３４を受け入れるための内部を有するチャネル６４０を含む。スイッチ６３２は、バーアーム６３４に係合する末端部６４２を含み、その結果、末端部６４２は、第１の位置でバーアーム６３４をチャネル６４０の内壁に押し付け、プレート６３６、６３８をアーバーシャフト６４４に沿った長手方向の位置に固定する。この実施形態においても、プレート６３６、６３８は、アーバーシャフト６４４上に形成される歯６４８に固定係合するためだけではなく、アーバーシャフトを受け入れるための寸法および形状に作られた、離間された貫通穴６４６を含む。さらに、かかる係合は、相対的な移動を示すために必要な聴覚フィードバックまたは触覚フィードバックを提供することを想定している。
【００７９】
スイッチ６３２を押し下げると、その末端部６４２とプレート６３６のバーアーム６３４の間の係合が解放される。この動作により、プレート６３６、６３８は、互いに対して横方向に摺動し、アーバーシャフト６４４との固定係合から外すことができる。この段階で、プレート６３６、６３８は、アーバーシャフトに沿って長手方向に移動し、それによって圧縮バネ６５０の負荷操作機能の範囲を調整できる。このスイッチは、次いで、プレート６３６、６３８の両方を定位置に固定するために、スイッチの特定の構成に応じて再び押し下げるかまたは代わりに単に解放できる。この固定および固定解除の動作も、オペレータに状態を通報するためのフィードバック機構と関連付けることができる。
【００８０】
次に、図３１Ａ〜図３１Ｃを見ると、スイッチを含むエネルギー吸収装置６５２の別の実施形態が説明されている。この手法では、装置６５２は、ピン６５６に動作可能なように連結された枢動スイッチ６５４を含む。スイッチ６５４が動作すると、ピン６５６が、調整プレート６６０に形成された中心穴６５８を通って長手方向に動く。スイッチ６５４およびピン６５６の両方とも、アーバーシャフト６６６の回りに構成されるバネ６６４の間に構成される中心延長部６６２内で進む。この中心延長部の一端は、積み重ねされた調整プレート６７０の内の最も中心に配置される調整プレート６６８に当接する。ここでも、調整プレート６６８、６７０は、相対的な移動時にフィードバックを提供するように、アーバーシャフト６６６の固定係合歯６７４用の穴６７２を含む。中心穴６５８は、ここでも、スイッチ６５４の有効化時に互いに関して横方向に移動するだけではなく、プレートにアーバーシャフト６６６に固定係合させるようにも配置され、形造られる。固定位置から係脱されると、調整プレート６６８、６７０は、バネ６６４を調整するためにアーバーシャフトに沿って平行移動できる。
【００８１】
次に図３２Ａ〜図３２Ｄを参照すると、さらに別の手法が説明されている。したがって、エネルギー吸収装置６８０が、調整構造の偶発的な固定解除を防止する構造を含むことがさらに意図されている。開示された実施形態のすべての同様に、可聴フィードバックまたは触覚フィードバックが装置６８０に組み込まれ、患者またはオペレータに、調整中のパーツの相対的な移動だけではなく固定状態または固定解除状態に関するステータスに関しても通報する。調整コアプレート６８２、６８４は、それぞれ、アーバーシャフト６９０の回りに構成されたバネ６８８の外部で装置６８０に沿って長手方向に伸びる、湾曲したウィング６８６を含んでいる。さらに、プレート６８２、６８５は、それぞれ、アーバーシャフト６９０に形成された歯６９４に固定係合するため、および位置決めまたは移動に関する必要なフィードバックを提供するための周縁がある離間した穴６９２を含む。
【００８２】
また、エネルギー吸収装置６８０は、バネ６８８の間に構成される中心延長部６９７を含むピストン基部６９６も含む。装置６８０の反対側に、かつアーバーベース６９７に隣接して、中心延長部６９８が配置される。
【００８３】
中心延長部６９８に枢動自在に取り付けられているのは、スイッチ７００アセンブリである。図３２Ｄで最もよく見えるように、スイッチアセンブリは、Ｕ字バネ７０３を受け入れる寸法に作られたスロットを含む第１の延長部７０２、および尾部７０４を備える第２の反対の端部を含む。尾部７０４は、ピストン基部延長部６９７に形成される対応する構造（不図示）に固定係合する寸法および形状に作られる。Ｕ字バネ７０３は、プレート６８２，６８５に形成される、円形７０６、およびスロット形７０８の両方の穴を通って延在する端部７０５を含む。
【００８４】
使用中、スイッチアセンブリ７００は、調整プレート６８２、６８４と係合することによってＵ字バネ７０３を直行位置に保持するように動作する。Ｕ字バネ７０３は、代わりに調整プレート６８６、６８４を、アーバーシャフト６９０に当てて、その歯６９４の中で固定する。スイッチ７００が押し下げられると、延長部７０２はＵ字バネ７０３から係脱し、それによってＵ字バネは曲げられ、したがって装置が固定解除される。次に調整プレート６８２、６８４の湾曲したウィング６８６は、アーバーシャフト６９０の歯６９４からプレートを係脱するために押し下げることができ、その結果調整構成要素の平行移動が可能になる。前述されたように、かかる平行移動により、圧縮バネが負荷を操作するときに改変される。ウィング６８６は、次いで解放され、アーバーシャフト上のプレートの長手方向位置を設定する。所望の調整が達成された後、スイッチを元に戻し、それにより再びプレート６８２、６８４を定位置に固定できる。
【００８５】
バネ付きスペーサアセンブリ７１２を含むエネルギー吸収装置７１０の手法が、図３３Ａ〜図３３Ｃに図示される。この手法では、アーバーシャフト７１４との固定係合に依存するのではなく、スペーサアセンブリ７１２の調整可能なスペーサ７１６を平行移動させ、アーバー基部７１６から離間された適所に固定できる。この手法では、アーバーシャフトまたはリンクシャフトからの材料の除去を回避し、したがってこのような部材の構造上の完全性を保護する。これを達成するために、そこを通って側面方向に伸びるピン７２０が付いたスペーサ７１８が、図３３Ｂに最もよく見られるようにピストン基部に向かって動かされる。したがって、スペーサ７１８を前進させると、ピンが、スペーサ７１８内に構成されるバネ付勢されたナット７２２に形成されるスロットに係合する。バネ付勢されたネット７２２が、圧縮バネ７２４と並置されて配置されることが留意される。ピン７２０がナット７２２の中に固定されると、スペーサ７１８は、ナット７２２とバネ７２４との間の位置関係から恩恵を受け、したがってバネのエネルギー吸収機能における所望の調整が達成される。さらに、所望の外形を提供するためにピン上に圧縮性のドーム（不図示）を構成できることが認識されるべきである。
【００８６】
ピンではなく、直接先行する装置に関する手法では、エネルギー吸収装置７３０は、圧縮可能なドーム７３４を通してアクセス可能なレバー７３２を含むことがある。この点において、レバー７３２は、インターベンション部位でのその固着に役立つために、埋め込み後、自然のままの骨および組織がエネルギー吸収装置７３０上で生長できる期間中、ピンまたは縫合糸によって休止状態に保持できる。かかるピンまたは縫合糸は、所望のエネルギー吸収が達成されるように、後に装置を有効化するために取り除くことができる。エネルギー吸収装置を無効状態に保持する構造は、本明細書に開示される任意の装置の１つに組み込むことができる。本実施形態では、無効状態にあるとき、装置７３０は、装置７３０によってかけられている力のみによって通常の運動範囲を通して移動させることができるが、この力は調整可能スペーサアセンブリ７３６のバネ７３５によって生じる力であるはずである。
【００８７】
いったんレバー７３２が（縫合糸またはピンを取り除くことによって等）制限されずに動作することを許されると、オペレータは、ドーム７３４を通して力をかけることによってレバー７３２を枢動させることができる。回転された位置で、スペーサ７３８によって枢動的に支持されたレバー７３２が、スペーサ７３８の中に収容されたナット７４０をアーバー基部７４２から離れるように長手方向に平行移動させる。スペーサ７３６は、長手方向に平行移動し、ナットの平行移動により、圧縮バネ７２４に装置７３０の負荷操作機能を行わせる。
【００８８】
図３５Ａ〜図３５Ｅは、エネルギー吸収装置７５０のピストンシャフトと協調するように調整構造を追加で取り付けることができる手法を示す。この手法では、湾曲したサイドウィング７５８を含む調整プレート７５４、７５６に取り付けられたピン７５２（図３５Ｃを参照）が、アーバーシャフト７６２を通して形成されるスロット７６０内で平行移動可能である。ピストンシャフト７６４は、さらに、ピン７６６がそれに沿って平行移動可能である切欠き７６６を含む。したがって、圧縮バネ７６８の吸収装置の機能を調整するために、ピン７６６のピストンシャフト７６４との係合によって、アーバーシャフトに沿ってブロック７５４、７５６の位置を調整することに加え、追加の調整を達成できる。
【００８９】
さらに、調整アセンブリが別のシャフト７６２と協調するのに必要な構造のすべてを含むことができるのに対し、意図されている代替手法では、アセンブリをさらにサブコンポーネントに分ける。この点に関して、２部分からなる手法に代わることができる調整アセンブリを画定する５つの構成要素を示す図３６Ｄおよび図３６Ｅが参照される。したがって、湾曲したウィング７７４を含む調整プレート７７０、７７２に加えて、３枚の一連の追加プレート７７６が調整アセンブリを形成できる。このようにして、２つの部分に構成されるために必要となるであろう詳細な機械加工または形成を、追加の構成要素を通して広げ、このようにして製造手順を合理化できる。
【００９０】
次に、図３６Ａおよび図３６Ｂを見ると、エネルギー吸収装置用の調整可能なインターロックリンク装置７８０が図示される。このリンク装置７８０は、ネジ山７８６を有する、１対の長手方向に構成されたシャフト７８２、７８４を含む。シャフトは、それぞれ、図１Ａに示されるもののような完成したエネルギー吸収システムのマウントに取り付けるためのボール端部７８８を含む。ネジ付きシャフト７８２、７８４の回りに構成されているのは、１対のスライダ７９０であり、このスライダのそれぞれが長手方向に延在する湾曲したアームを画定している。ネジ付きシャフト７８２、７８４は、アセンブリの全長を伸ばすために回転できる。このようにして、エネルギー吸収装置の負荷操作能力を改変するために調整可能なスペーサまたは他の構造に依存するのではなく、インターロックリンク７８０の長さの調整を利用して、同一のことを達成できる。この点で、エネルギー吸収アセンブリは、アセンブリの長さと有効なバネ高さの両方を調整するためにその端部に接近できる１本または複数のタイロッドで構成できる。たとえば、タイロッドの一端は長さを調整するために回転することができ、もう１つの端部、つまり第２のタイロッドはバネの先行載荷量を改変するために回転できる。
【００９１】
１つの形式のリンクアセンブリ７９０は、手術中または手術後の有効化または調整を可能にする構造を組み込むことができる（図３７を参照）。示されている特定のリンクアセンブリ７９０で使用するために図示されているが、かかる構造または類似した構造は、本明細書に開示された手法のそれぞれで使用できる。図３７に図示されるように、バネ７９２は、リンク端部７９４、７９６の位置決めおよび載荷を効果的に制御するように構成できる。リリースワイヤ７９８は、バネ７９２と係合させ、バネを圧縮された構成に保持し、それが無効化するようにできる。手術中に、リリースワイヤ７９８は、バネ７９２が負荷操作を達成できるようにするために操作できる。代わりに、リリースワイヤ７９８は、バネ７９２を有効化するために術後に皮膚に切れ目を付けることによって操作できる。
【００９２】
埋め込み型センサ装置を、組織密度の変化に関連するインジケータを検出し、追跡調査するために、インターベンション部位で構成できることが意図されている。１つの手法は、参照により全体を本明細書に組み込む国際特許第ＷＯ２００７／０９８３８５号に説明されている。埋め込み型センサ装置は、外部装置との無線通信のために構成することができ、その外部装置も植え込み型センサ装置との無線通信のために構成できる。特に、外部装置は、埋め込み型センサ装置によって検出される組織密度データを、人間が分かりやすい形で読み出す、記憶する、および表示するために適合している。さらに、埋め込み型センサは、それが骨、ならびに筋肉、神経および結合組織等の隣接する軟部組織を監視できるように骨格系の骨に固着できる。そのセンサは、骨格組織に取り付けられた人工インプラントの内部にある、または骨格系に取り付けられる人工インプラントと一体化する、人工インプラントに取り付けられる、人工インプラントに隣接する、あるいはこれらの場所の任意の組み合わせであってもよい。
【００９３】
埋め込み型センサは、センサ、信号処理部、記憶装置、テレメトリ回路、および電源を含むことができる。センサは、人間の組織を通して伝達される音響信号に反応する音響変換器とすることができる。さらに、センサが、悪化および／または治癒を含む組織構造の変化のインジケータを監視するために適合した他の電子機器および構成要素を含んでもよいことが完全に意図される。開示されたセンサは、股関節、膝関節、距関節、肘関節、および顎関節、ならびに頭蓋骨および長骨のように耐荷重骨を含む骨格系全体に適用される。開示されるかかるセンサは、組織の特性を評価し、骨格系内の組織の変化を検出するために有用である。また、骨密度は骨粗鬆症に関連するので、センサは、骨密度の変化を検出することに関して特定の有用性を有し、センサは固着インプラント、関節インプラント、または任意の他の種類のインプラントの回りの組織に関して組織密度変化を検出できる。さらに、音響センサは、粘度の変化を検出するためにも使用できる。したがって、センサは、体の系および器官における変化に耳を傾け、いかなる差し迫った問題または潜在的な問題をも医療従事者に通報することができる。
【００９４】
したがって、患者の痛みを削減するために役立つ、エネルギー吸収装置が操作できる負荷の量を調整するための多くの実施形態が、前述されている。これらの実施形態は、体内のいたるところで使用するためのいかなるエネルギー吸収システムで使用することができるが、関節のような関節動作する体の構造に明確な有用性を有する。さらに、ある種の開示された実施形態の特長および構造は、構造を置き換えるまたは構造を補完することによって他の開示された実施形態に組み込むことができる。
【００９５】
特定の形式の実施形態が図示され、説明されてきたが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく多様な変更を加えることができることは、前記から明らかであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３５Ｃ】
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【図３５Ｄ】
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【図３５Ｅ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３７】
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